＿＝＝ ８ ２０１３年７月 第３４卷第１４期 食品研究与开发 Ｆｏｏｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ 基础研究 ＤＯＩ：１０．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１００５－６５２１．２０１３．１４．００６ 乳脂酶解物对牛奶增香原理的探究 苗君莅，张锋华，肖杨，任璐，蔡涛。王辉 （光明乳业研究院乳业生物技术国家重点实验室，上海２００４３６） 摘要：对添加稀奶油酶解物的９０％脱脂乳感官明显提高的原理进行了探究。通过ＧＣ技术和固相微萃取（ＳＰＭＥ）结 合ＧＣ—ＭＳ的方法发现，作为乳类关键香成分的脂肪酸明显增加，其中，Ｃ８～Ｃ１８的脂肪酸中偶数碳脂肪酸均有数倍增 长；共检测到挥发性物质３４种，其中特征性风味物质２３种，对奶香贡献较大的脂肪酸类物质增长了８３．９％，酮类增加 了３３％。因此，从机理上解释了增香９０％脱脂乳风味提高的原因。 关键词：酶解物；增香；原理 Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ Ｍｉｌｋ Ｆｌａｖｏｕｒ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｂｙ Ｌｉｐａｓｅ Ｈｙｄｒｏｌｙｚｅｄ Ｃｒｅａｍ ＭＩＡＯ Ｊｕｎ—ｌｉ，ＺＨＡＮＧ Ｆｅｎｇ—ｈｕａ，ＸＩＡＯ Ｙａｎｇ，ＲＥＮ Ｌｕ，ＣＡＩ Ｔａｏ，ＷＡＮＧ Ｈｕｉ （Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｄａｉｒｙ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｅｎｔｅｒ Ｂｒｉｇｈｔ Ｄａｉｒｙ＆Ｆｏｏｄ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．。Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００４３６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｍｉｌｋ ｆｌａｖｏｕｒ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｂｙ ｌｉｐａｓｅ ｈｙｄｒｏｌｙｚｅｄ ｃｒｅａｍ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ．ＧＣ ａｎｄ ＳＰＭＥ ｃｏｕｐｌｅｄ ｗｉｔｈ ＧＣ—ＭＳ ｗｅｒｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｉｎｓｐｅｃｔ ｔｈｅ ｆａｔｔｙ ａｃｉｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｖｏｌａｔｉｌｅ ｍｉｌｋ ｆａｔ ａｒｏｍａ．Ｔｈｅ ｆａｔｔｙ ａｃｉｄ ａｓ ｔｈｅ ｋｅｙ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｍｉｌｋ ａｔ ａｒｏｍａ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｆｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ，ｉｎ ｗｈｉｃｈ，ｅｖｅｎ—ｃａｒｂｏｎ ｆａｔｔｙ ａｃｉｄｓ ｉｎ Ｃ８－Ｃ １ ８ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｓｅｖｅｒａｌ ｔｉｍｅｓ．３４ ｖｏｌａｔｉｌｅ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ ａｎｄ ２３ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｆｌａｖｏｒ ｗｅｒｅ ｄｅｔｅｃｔｅｄ，ｉｎ ｗｈｉｃｈ，ｆａｔｔｙ ａｃｉｄｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ８３．９％ ａｎｄ ｋｅｔｏｎｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ３３％．Ｔｈｅｓｅ ｗｅｒｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ ｍｉｌｋ ｆｌａｖｏｕｒ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｂｙ ｌｉｐａｓｅ ｈｙｄｒｏｌｙｚｅｄ ｃｒｅａｍ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈｙｄｒｏｌｙｚｅｄ ｃｒｅａｍ；ｆｌａｖｏｒ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ；ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ 牛奶，除丰富的营养价值外，纯正浓郁的乳香同 样是其强烈的魅力，但牛奶香气易受热处理和牛奶成 筛选，确定出脂肪酶ＲＯ的酶解稀奶油产物，对牛奶增 香效果明显，本文则对ＲＯ酶解产物改善牛奶风味的 原理进行了探究。 １材料与方法 分组成两方面的影响，使得品尝中的香气、余味、新鲜 度和强度等可口性大打折扣，特别是脱脂和部分脱脂 牛奶，由于脂肪的减少，更是口感单薄、奶香不足。 脂肪酶因其对脂肪酸特有的专一性、控制了乳脂 肪中甘油三酯的水解，能够得到理想的乳香物质。酶 解后的挥发性游离脂肪酸可以产生乳品的特征性风 味，例如酪香、乳香、奶油感。脂肪酸中的丁酸、己酸和 辛酸是“奶油”风味的重要贡献者ｌｌＪ。 １．１材料和仪器 稀奶油（脂肪含量３６％～４０％）、９０％脱脂牛奶： 光明乳业股份有限公司乳品二厂提供；脂肪酶ＲＯ：帝 斯曼（ＤＳＭ）食品配料部提供；其他试剂均为分析纯。 ＺＨＷＹ一２００Ｄ多振幅轨道摇床：上海智城分析仪 器制造有限公司；恒温水浴锅：德国ＧＦＬ；Ｔ２５ ＩＫＡ乳 化机；ＡＰＶ１００均质机；酸度计：美国Ｏｒｉｏｎ；ＣＡＲ／ＰＤＭＳ Ｒ．Ｇ．Ａｇｎｏｌｄ和Ｋ．Ｍ．Ｓｈａｈａｎｉ等［２１以稀奶油、奶油和 无水奶油为原料，通过控制脂肪酶对乳脂肪的水解程 度，获得具有乳香味的主要成分以达到酶解增香的目 的。Ｖｉｃｔｏｒ Ｍ等口１用脂肪酶对乳脂肪进行水解就可以得 ７５ ｕｍ萃取头：美国；６８９０—５９７３气相色谱质谱联用 仪：安捷伦（美国）。 １．２方法 １．２．１稀奶油的酶解反应 在锥形瓶中，加入灭菌稀奶油，预热至水解温度， 到具有浓郁奶香的产品或香精。在国内，还没有将稀 奶油的酶解产物直接用于牛奶增香的报道。作者通过 作者简介：苗君莅（１９７９＿＿），女（汉），工程师，硕士，研究方向：乳品 研究与开发。 加入脂肪酶ＲＯ，该酶的最佳工艺条件为：Ｅ／Ｓ １％、 基础研究 苗君莅，等：乳脂酶解物对牛奶增香原理的探究 ４０℃、恒温摇床中反应４ ｈ，反应终止后灭酶（８０℃， ３０ ｍｉｎ）。此为酶解稀奶油产物。 １．２．２增香牛奶的制备 预处理后的９０％脱脂奶，加入０．５％（体积分数）的 酶解产物，进而均质、杀菌、冷却、灌装，得到增香脱脂奶。 １．２－３感官评价 参照ＧＢ／Ｔ １４４５４．２—２００８（香料香气评定法》对加 入酶解产物的牛奶进行感官评定。 香气评定结果用分数表示（满分为４０分），选用 纯正（３９．１分～４０．０分）、较纯正（３６．０分～３９．０分）、可以 （３２．０分～３５．９分）、尚可（２８．０分～３１．９分）、及格（２４．０ 分 ２７．９分）和不及格（２４．０分以下）表述。 １．２．４酸值的测定 通过对乳脂肪酸价的测定来衡量乳脂肪水解程 度。酸值（Ａｃｉｄ Ｖａｌｕｅ）是指中和１ ｇ乳脂肪中游离脂肪 酸所需的氢氧化钾的量（ｍｇ）（ＧＢ／Ｔ ５５３０—２００５）。 ＡＶ（ｍｇＫＯＨ／ｇ）： 鱼：！ ｍ 式中：Ｃ为所用ＫＯＨ标准溶液的浓度，（ｍｏｌ／Ｌ）；Ｖ 为所用ＫＯＨ标准溶液的体积，ｍＬ；ｍ为样品的质量， ｇ；５６．１为氢氧化钾的摩尔质量，（ｇ／ｍｏＬ）。 １．２．５固相微萃取（ｓＰＭＥ） 萃取条件：萃取温度７０℃；萃取时间３０ ｍｉｎ；平衡 时间３０ｍｉｎ；解析时间３ｒａｉｎ。 １．２．６ ＧＣ—ＭＳ条件 １．２．６．１色谱条件 进样口温度：２５０ ｏＣ；色谱柱型号：ＨＰ—ＩＮｎｏｗａｘ， ６０ ｍｘ０．２５ ｍｍｘ０．２５ Ｉｘｍ；进样条件：６０℃，保持２ ｍｉｎ， ２￣Ｃ／ｍｉｎ到１８０℃，５￣Ｃ／ｍｉｎ到２３０ ｏＣ，保持２０ ｍｉｎ；进 样方式：不分流进样；载气：Ｈｅ，流速：１ ｍＬ／ｍｉｎ。 １．２．６．２质谱条件 离子源：２３０ ｏＣ，四级杆温度：１５０℃。 １．２．７统计分析与数据处理 化合物经计算机检索同时与ＮＩＳＴ ｌｉｂｒａｒｙ（１０７ｋ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）和Ｗｉｌｅｙ Ｌｉｂｒａｒｙ（３２０ｋ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ Ｖｅｒｓｉｏｎ ６．０）相匹配，仅选取匹配度和纯度大于８００（最大值 ｍｏｏ）的鉴定结果，并采用相对百分含量按峰面积归一 化法计算。 ２结果与讨论 脂肪酶的水解可以促使乳脂中的脂肪酸甘油三 酯分解成为脂肪酸、甲基酮及内酯类物质，从而使乳 脂的风味得到改善。其中Ｃ４、Ｃ６、Ｃ８、Ｃ１０、Ｃ１２、Ｃ１４的 脂肪酸含量丰富，它们具有较高的香气贡献度，是构 ｉ ９＝＝Ｉ 成乳香的主要因素。甲基酮类和８，＾ｙ一内酯含量不高， 但对形成奶香的贡献却很大［７１。 ２．１增香牛奶的感官评价 将酸值约为１３．００ ｍｇ／ｇ的酶解产物以０．５％（体积 分数）添加量加入至９０％脱脂奶中，制得的增香牛奶 感官评价分数均为３９．０分以上。因此判断，此工艺得 到的９Ｏ％脱脂奶在不增加脂肪含量、不添加任何添加 剂的基础上，达到了良好的增香效果。 ２．２游离脂肪酸比较 乳脂肪中脂肪酸按碳链长度可分为【目：短链酸（甲 酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸）、中链酸（庚酸、辛酸、 壬酸、癸酸、十二烷酸、十四烷酸），其余为长链或超长 链酸，这些脂肪酸中的中短链及部分长链脂肪酸是乳 类食品重要的香气来源。 ｆ暑羹ｌ １０ １０ ２Ｏ ３Ｏ ４０ 图１ ９０％脱脂乳气相色谱图 Ｆｉｇ．１ Ｇａｓ－Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｍ ｏｆ ＳＫＩＭ 一一…一 ｌ０ ２０ ３０ ４０ 图２增香９０％脱脂乳气相色谱图 Ｆｉｇ．２ Ｇａｓ－Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｍ ｏｆ ＳＫＭ ｗｉｔｈ ｈｙｄｒｏｌｙｓａｔｅ 表１ ９０％脱脂乳增香前后游离脂肪酸（ＦＦＡ）含量比较 Ｔａｂｌｅ １ Ｃｏｍｐａｒｉｎｇ ０ｆ ＦＦＡ ｉｎ ＳＫＭ、ｖｉｔｌｌ ｈｙｄｒｏｌｙｓａｔｅ ａｎｄ ｗｉｔｈｏｕｔ ｈｙｄｒｏｌｙｓａｔｅ ｍｇ／ｌＯ０ ｇ 由上述图表可见，添加了酶解产物的９０％脱脂乳 苗君莅，等：乳脂酶解物对牛奶增香原理的探究 基础研究 －＝＝２Ｄ ２．３风味物质组成的比较 一 ８＿【 Ⅲ）、越 乳脂肪的主要成分是饱和脂肪酸甘油三酯（约占 ５５％）、不饱和脂肪酸甘油三酯（约占４３％）、酮酸甘油 ６ ４ ２ Ｏ ８ ６ ４ ２ ∞∞∞∞∞∞∞∞ 三酯（约占１％）和羟酸甘油三酯（约占１％）。这些脂肪 酸甘油三酯在脂肪酶的作用下水解成各种饱和及不饱 和脂肪酸，酮酸进一步反应可以生成酮类物质，羟酸生 成内酯类物质。其中Ｃ４～Ｃ１２脂肪酸和烯酸类物质及其 反应产物是影响乳香的主要物质；甲基酮类和８， 一内 酯含量不高，但对形成奶香的贡献却很大 。 如图４、５所示，通过对９０％脱脂乳及添加酶解产 物（增香）的９０％脱脂乳的风味物质测定，共检测到 ３４种挥发性物质，其中特征性风味物质２３种。由图６ 可见，对奶香贡献较大的脂肪酸类物质增长了８３．９％， 具有突出奶香风味的己酸和柔和香气的辛酸、癸酸含 量均为之前的２倍左右，丁酸则偏于浓烈的奶酪风味； 酮类增加了３３％，而低分子量的酮部分贡献了奶油的 甜味。因此，从挥发性风味物质的角度解释了添加酶 ４００Ｏｏ０ ３５００Ｏ０ ３０００００ ２５Ｏ０ｏ０ ＊ ２０００ｏｏ １５００ｏ０ １ｏｏＯ００ ５０Ｏ００ １０．Ｏ０ ２０．Ｏ０ ３０．Ｏ０ ４０．Ｏ０ ５０．Ｏ０ ６０．Ｏ０ ７０．０１３ ８０．Ｏ０ 时间／ｍｉｎ 图４ ９０％脱脂乳挥发性物质的ＳＰＭＥ气相色谱图 Ｆｉｇ．４ Ｇａｓ－Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｍ ｏｆ ｖｏｌａｔｉｌｅ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ ｉｎ ＳＫＭ ｂｙ ＳＰＭＥ ４５０Ｏｏｏ ４０００Ｏ０ ３５００Ｏ０ ３０００Ｏ０ 警 ２５００００ 卅 ２０Ｈ０ｏ０Ｏ １５Ｏｏ０Ｏ １０００ｏｏ ５００ｏｏ ｌ０．ｏ０ ２Ｏ．０ｏ ３Ｏ．００ ４０．００ ５０．ｏ０ ６０．０Ｏ ７Ｏ．００ ８０．００ 时间／ｍｉｎ 图５增香９０％脱脂乳挥发性物质的ＳＰＭＥ气相色谱图 Ｆｉｇ．５ Ｇａｓ－Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｍ ｏｆ ｖｏｌａｔｉｌｅ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ ｉｎ ＳＫＭ ｗｉｔｈ ｈｙｄｒｏｌｙｓａｔｅ ｂｙ ＳＰＭＥ 基础研究 苗君莅，等：乳脂酶解物对牛奶增香原理的探究 解物的９０％脱脂乳风味改善的原因。 表２ ９０％脱脂乳增香前后特征风味物质比较 Ｔａｂｌｅ ２ Ｃｏｍｐａｒｉｎｇ ｏｆ ｋｅｙ ｌｆａｖｏｒ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｉｎ ＳＫＭ ｗｉｔｈ ｈｙｄｒｏｌｙｓａｔｅ ａｎｄ ｗｉｔｈｏｕｔ ｈｙｄｒｏｌｙｓａｔｅ 成分 挥发性物质中的风味物含量／％ ９０％脱脂乳 增香９０％脱脂乳 ９Ｏ％脱脂乳 增香９０％脱脂乳 图６ ９１１％脱脂乳增香前后某些特征风味物质含量的变化 Ｆｉｇ．６ Ｃｏｍｐａｒｉｎｇ ｏｆ ｋｅｙ ｌｆａｖｏｒ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｉｎ ＳＫＭ ｗｉｔｈ ｈｙｄｒｏｌｙｓａｔｅ ａｎｄ ｗｉｔｈｏｕｔ ｈｙｄｒｏｌｙｓａｔｅ ３结论 稀奶油酶解是利用脂肪酶水解稀奶油中的甘 ２１＝＝－ 油三酯而得到的大量不同碳链长度的脂肪酸，并伴 随着发生一系列副反应而生成的酮类、内酯类等风 味物质。 删如 区 睾｝ ９０％脱脂乳中添加酶解稀奶油产物后，增加了产 加 ∞ ∞ ∞ 如 加：２ｍ ０ 品的奶香及口感，风味大大改善，研究发现，这是由于 构成乳香成分的游离脂肪酸的增加，及对乳香有突出 贡献的挥发性特征风味物质的提高所致，因此，从机 理上解释了添加酶解物的脱脂乳感官评价好的原因。 不同酶解方法对酶解产物风味物质的组成和含 量有较大的影响，由此可见，通过控制酶切位点及酶 解反应，可以得到乳香、酪香、酒精味、花香等不同风味 组成物质，以改善终产品的风味方向。而此方法，无需 食品添加剂，天然、安全可靠，是提升低脂产品口感的 良好选择。 参考文献： ［１】Ｉｖａｎ Ｋｕｒｔｏｖｉｃ，Ｓｕｓａｎ Ｎ Ｍａｒｓｈａｌｌ，Ｍａｔｔｈｅｗ Ｒ Ｍｉｌｌｅｒ ｅｔ ａ１．Ｆｌａｖｏｕｒ ｄｅ— ｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｉｎ ｄａｉｒｙ ｃｒｅａｍ ｕｓｉｎｇ ｆｉｓｈ ｄｉｇｅｓｔｉｖｅ ｌｉｐａｓｅｓ ｆｒｏｍ Ｃｈｉｎｏｏｋ ｓａｌｍｏｎ （Ｏｎｃｏｒｈｙｎｃｈｕｓ ｔｓｈａｗｙｔｓｃｈａ）ａｎｄ Ｎｅｗ Ｚｅａｌａｎｄ ｈｏｋｉ （Ｍａｃｒｕｒｏｎｕｓ ｎｏｖａｅｚｅａｌａｎｄｉａｅ）ｍ．Ｆｏｏｄ Ｃｈｅｍｉｓｔｙｒ，２０１ １，４（１２７）：１５６２— １５６８ 【２】Ｒ Ｇ Ａｇｎｏｌｄ，Ｋ Ｍ Ｓｈａｈａｎｉ．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｌｉｐｏｌｙｔｉｃ ｅｎｚｙｍｅ ｔｏ ｆｌａｖｏｒ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｉｎ ｄａｉｙｒ ｐｒｏｄｕｃｔｓ［Ｊ］．Ｊ Ｄａｉｙｒ Ｓｃｉ，ｌ９７６（８）：５８９—６０１ ［３］Ｖｉｃｔｏｒ Ｍ．Ｌｉｐａｓｅ ｃａｔａｌｙｚｅｄ ｍｏｄｉｉｆｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｉｌｋ ｆａｔ［Ｊ］．Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ａｄｖａｎｃｅｓ，１９９８，２（１６）：１９８－２０６ 【４］刘志东，王荫榆，郭本恒，等．酶解方式对黄油酶解物风味物质的 影响［Ｊ】．食品工业科技，２０１０，３１（１０）：６８—７１ ［５］侯园园．酶处理对天然乳脂组成和风味的影响研究【Ｄ］．无锡：江 南大学，２００８：７—３０ ［６］陈影．乳脂肪水解及其产物的微胶囊化［Ｄ］．天津：天津科技大学， ２００１：２２—２９ ［７】丁耐克．食品风味化学［Ｍ】．北京：中国轻工业出版社，１９９６：２５５— ２５６ 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